柱面網(wǎng)殼風(fēng)荷載特性及風(fēng)振響應(yīng)分析.pdf

1、近年來(lái)，隨著建筑技術(shù)和建筑材料的發(fā)展，越來(lái)越多的建筑結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)在人們眼前，其中最受歡迎的一類(lèi)結(jié)構(gòu)就是大跨度空間結(jié)構(gòu)。這類(lèi)結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕，柔度大，阻尼小，自振頻率低等特點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于體育館，機(jī)場(chǎng)，火車(chē)站，以及大劇院等各類(lèi)公共建筑中。然而，在我們的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中，這方面的資料卻不全，無(wú)法為大跨度空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供合理的依據(jù)。本文以大跨度柱面網(wǎng)殼為例，系統(tǒng)和深入地研究了柱面網(wǎng)殼的風(fēng)荷載特性和風(fēng)振響應(yīng)規(guī)律。
　　本文基于剛性

2、模型風(fēng)洞測(cè)壓實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同的矢跨比及不同風(fēng)向角下的柱面網(wǎng)殼的風(fēng)荷載特性進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究，包括：平均風(fēng)壓分布特性、脈動(dòng)風(fēng)壓分布特性、脈動(dòng)風(fēng)壓的非高斯特性、以及脈動(dòng)風(fēng)壓的頻譜特性。通過(guò)對(duì)比建立了適合柱面網(wǎng)殼的兩類(lèi)風(fēng)壓譜模型，最后使用ANSYS APDL語(yǔ)言對(duì)柱面屋蓋進(jìn)行了模態(tài)分析和時(shí)程分析。本文主要從以下幾個(gè)方面來(lái)展開(kāi)研究：
　　1.分別對(duì)矢跨比為1/2、1/3、1/6的柱面網(wǎng)殼進(jìn)行了剛性模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，每隔15度進(jìn)行測(cè)壓，共測(cè)量了7

3、個(gè)風(fēng)向角。
　　2.對(duì)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)得到的風(fēng)壓結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分析了各類(lèi)柱面網(wǎng)殼的風(fēng)壓分布特性，探討了矢跨比以及風(fēng)向角的變化對(duì)風(fēng)壓分布的影響，計(jì)算了屋蓋上典型測(cè)點(diǎn)的局部體型系數(shù)，對(duì)比并修正了規(guī)范中的局部體型系數(shù)。
　　3.探討了非高斯特性的產(chǎn)生原因，結(jié)合高階統(tǒng)計(jì)量矩法和累計(jì)概率密度曲線(xiàn)重新擬定了柱面網(wǎng)殼高斯與非高斯區(qū)域的劃分標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)柱面網(wǎng)殼高斯與非高斯區(qū)域進(jìn)行了合理的劃分。
　　4.根據(jù)來(lái)流在不同柱面網(wǎng)殼的分離和再附等特

4、征湍流現(xiàn)象對(duì)柱面網(wǎng)殼進(jìn)行分區(qū)，并探討了在來(lái)流垂直于屋脊這一典型方向角下不同分區(qū)的自功率譜特性，建立了合適的風(fēng)壓自譜模型。同時(shí)，分析了屋蓋拱向中心線(xiàn)上各個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的空間相關(guān)性，擬合出相干函數(shù)模型，并在此基礎(chǔ)上建立了合理的風(fēng)壓互譜模型。
　　5.結(jié)合POD本征正交分解技術(shù)與距離加權(quán)反比插值法對(duì)柱面網(wǎng)殼的已知測(cè)點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)壓重構(gòu)，并對(duì)未知測(cè)點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)壓預(yù)測(cè)。
　　6.通過(guò)ANSYS APDL語(yǔ)言對(duì)不同邊界約束條件下的柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)